Connecticut Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bakteri üremesini hızlı ve doğru bir şekilde izleyebilen oldukça hassas bir görüntüleme sensörü geliştirdiler. Teknik, bakteri kolonisinin 3 boyutlu bir görüntüsünü üretmek için, kırılan ışık modellerini yeniden yapılandırmadan önce, bir bakteri numunesi boyunca lazer ışığının parlamasını ve birden çok yönde görüntü almayı içerir. Bu 3B görüntüler, bakterilerin büyümesi ve özellikleri hakkında önemli ayrıntılar sağlar ve hangi antibiyotiklerin onları öldürmede en etkili olduğunu hızla belirlemede çok yardımcı olabilir.
Antibiyotik duyarlılığının belirlenmesi zahmetli bir süreçtir. Bir hastadan izole edilmiş bir bakteri numunesi tipik olarak agar gibi bir besleyici ortam üzerinde kültürlenecektir. Birkaç gün sürebilecek yeterli sayıda bakteri bulunduğunda, laboratuvar teknisyenleri onları farklı antibiyotiklere maruz bırakmaya başlayacaktır. Ancak o zaman bakterilerin belirli ilaçlara duyarlı olup olmadığını değerlendirebilirler.
Bu, tehlikeli bir enfeksiyonu olan birini beklemek için çok uzun olabilir. Bu nedenle, daha hızlı antibiyotik duyarlılık testleri geliştirmek, aktif bir araştırma alanıdır. Bu en son teknik, geleneksel 2D görüntülerden daha fazla bilgi sağlamak için bakterileri 3D olarak görüntülemeye dayanır. Örneğin, bir bakteri kolonisi yukarı doğru büyüyor, ancak dışa doğru değil, geleneksel görüntüleme teknikleri bunu kolayca ortaya çıkarmayacak, yani laboratuvar teknisyenleri koloninin hiç büyümediğini varsayacaklar.
Tersine, bu yeni teknik, bakteri canlılığı ve çoğalması hakkında daha doğru bir genel bakış sağlayarak bu tür bir büyümeyi ortaya çıkaracaktır. Yeni teknolojinin geliştiricilerinden biri olan Guoan Zheng, Connecticut Üniversitesi’nden bir basın açıklamasında, “3D model, bakterilerin ne kadar hızlı büyüdüğünün doğru bir ölçüsüdür” dedi. “Yalnızca 2B modeli kullanırsanız, bu size bu büyümeyi ölçmek için doğru ölçüyü vermez.”
Ekibinin sistemi, bakteri örneğini aydınlatmak için bir lazer, ışığı dağıtan mikro boncuklarla kaplı bir sensör ve araştırmacıların bakterileri kültürleme için mükemmel sıcaklıkta tutmasını sağlayan bir sıcaklık kontrol bileşeninden oluşuyor. Tüm sistem geleneksel bir inkübatöre sığmalıdır.
Numuneyi farklı pozisyonlarda görüntüledikten sonra, araştırmacılar, ptikografi adı verilen bir görüntüleme tekniği kullanarak ortaya çıkan kırılan ışık modellerini yeniden yapılandırıyorlar. Bu, araştırmacılar için bakteri üremesi açısından daha bilgilendirici olan 3D görüntülerle sonuçlanır. Teknik aynı zamanda hızlıdır ve Connecticut Üniversitesi ekibinin bakterileri 15 saniyelik bir süre boyunca görüntülemesine ve esasen büyümelerini gerçek zamanlı olarak izlemesine olanak tanır.
İşte Guoan Zheng’den, 15 saniyelik aralıklarla bakteri üremesinin izlenmesini ve yeni sensörü kullanarak santimetre ölçeğinde bir görüş alanını gösteren bir video. Burada gösterilen resimler, bir mikro koloninin geri kazanılmış faz profilleridir:
Dergide çalışma Biyosensörler ve Biyoelektronik: Yüksek uzaysal-zamansal çözünürlüğe sahip büyük ölçekli lenssiz mikrobiyal izleme için pikografik sensör
Üzerinden: Connecticut Üniversitesi